JP4703845B2

JP4703845B2 - Small rotation motor

Info

Publication number: JP4703845B2
Application number: JP2000394768A
Authority: JP
Inventors: 政裕大石; 悦治神戸
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: US20020079767A1; EP1220421A3; JP2002199648A; EP1220421A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は小型回転モータ、特に回転モータ単独で使用可能な与圧機能を有する高精度の小型回転モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
精密機械、特に光学機器に使用される小型回転モータは、高い回転精度を要求されている。一般にモータの回転は歯車等から構成される回転伝達部を介して駆動対象物に伝達されている。回転の精度は、回転速度の制御、回転角の制御等回転に関する制御の精度を向上すること、又回転伝達部の軸受のガタを抑制すること等で高めていた。
【０００３】
ところが、小型機器等では増々小型軽量化が要請され、回転モータも回転伝達部を使用することなく単独で使用される場合が多くなっている。回転モータを単独で使用する場合には回転に関する制御を向上すると共に回転モータの出力軸が持つガタ自体を抑制することも精度の向上に必要となる。
【０００４】
従来、回転モータの出力軸のガタ抑制の方法としては、回転モータ自体が出力軸を支持する為に具備する軸受に与圧を与えることが用いられている。
【０００５】
図４により従来の回転モータについて説明する。
【０００６】
外筒１の内部にロータ２が収納され、該ロータ２は両端より軸３，４が延出し、一方の軸４は出力軸となっている。前記軸３，４は玉軸受５，６を介して前記外筒１に回転自在に支持されている。
【０００７】
前記ロータ２の外周面には交互に磁極が異なる様永久磁石７が円周方向に沿って設けられ、該永久磁石７に対向する前記外筒１の中央部分はステータ８となっており、該ステータ８は円周方向に所要等分され、該ステータ８の分割部分にはそれぞれコイル９が巻設されている。該コイル９に電流を通電することで、前記ロータ２が回転する。
【０００８】
前記玉軸受５，６は製作上、構造上誤差を有することは避けられなく、特にロータ２の軸心方向のガタは微少ではあるが避けられない。この為、従来玉軸受５，６に内輪１１、外輪１２間に軸心方向の与圧を掛け、玉軸受５，６のガタを抑止している。
【０００９】
図５は玉軸受５，６の内輪１１、外輪１２間に軸心方向の与圧を掛けた状態を誇張して示している。尚、玉軸受５，６の外輪１２の支持構造について図４とは異なるが、外輪の軸心方向の動きが拘束されれば同様である。
【００１０】
軸受保持部１４は逃げ孔１５、該逃げ孔１５より若干大径の軸受嵌合孔１６、該軸受嵌合孔１６より大径の螺子孔１７を有している。玉軸受５，６は前記軸受嵌合孔１６に嵌合され、玉軸受５，６間にはカラー１８が嵌設され、玉軸受６の外輪１２が前記螺子孔１７に螺合するリングナット１９により締込まれ、玉軸受５，６の外輪１２が軸心方向に拘束される。
【００１１】
又、軸３には玉軸受５の内輪１１が嵌合し、前記軸４には玉軸受６の内輪１１が嵌合している。前記玉軸受５の内輪１１は図中左方への変位が拘束され、前記玉軸受６の内輪１１は軸４に螺着されたナット２１により、図中右方への動きが拘束される。該ナット２１と前記玉軸受６の内輪１１間にはウェーブワッシャ２２が圧縮された状態で介設されている。
【００１２】
前記ウェーブワッシャ２２の反力で前記玉軸受５，６の内輪１１，１１間には近接方向の力（与圧）が付与され、玉軸受５，６自身が有する軸心方向のガタが抑止される。又、同時に玉軸受５，６の半径方向のガタも完全に抑止される。而して、前記軸４は振れ、軸心方向のガタなく、回転を出力する。
【００１３】
尚、外輪１２，１２に対して近接方向に与圧を与えても同様にガタが抑止される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した玉軸受は製作誤差により、個々のガタが微妙に異なる。この為、精度を優先する場合、手作業により個々のガタに対応した調整が必要となり、又緩いと精度が低下し、又締めすぎると玉軸受の寿命が短くなる等、調整が難しく、精度は熟練度に左右されるという問題があった。
【００１５】
又、ウェーブワッシャ等で一定の与圧を掛ける場合、構造が複雑になるという問題があった。更に、光学機器等の小型機器に使用されるモータでは、駆動エネルギを小さくする為、軸受のトルク損失を低減する為、軸受を１つにするタイプの回転モータもある。上記した様に従来のガタ抑制機構では、２つの軸受間で与圧を与える構造であるので、軸受が１つの場合は与圧が与えられないという問題があった。
【００１６】
本発明は斯かる実情に鑑み、簡単な構成で而も軸受が１つの場合でも、与圧を与えることが可能であり、更に作業者の熟練度に関係なく適正な与圧を与えることが可能な小型回転モータを提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転体が軸受を介してステータ側に支持され、前記回転体とステータとの間で前記回転体に軸心方向の磁力を作用させる様にした小型回転モータに係り、又ステータ側にドーナツ状の磁性板を設け、該磁性板を回転体の端面に対峙させ設け、前記磁性板と回転体間で磁力を作用させる様にした小型回転モータに係り、又前記磁性板は珪素鉄である小型回転モータに係り、又ステータ側に中空固定軸を固定し、該中空固定軸の周囲に円筒状の空間を形成する様にし、該中空固定軸に軸受を介して中空の回転体を外嵌し、該回転体に軸心方向の磁力が作用する様構成した小型回転モータに係り、又回転体の周囲に設けられた磁石の端面に対向して磁性板が設けられた小型回転モータに係り、又中空固定軸とステータ側とを固定する部位に前記回転体の端面を対峙させ、回転体の端面と前記部位間に磁力を作用させた小型回転モータ係り、又前記部位を珪素鉄とした小型回転モータに係り、更に又回転体の中空部に光学部材を設けた小型回転モータに係るものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は第１の実施の形態を示すものであり、該実施の形態は２つの軸受を有する小型回転モータに実施されたものである。
【００２０】
尚、図１中、図４中で示したものと同等のものには同符号を付し、説明を省略する。
【００２１】
外筒１はステータ８を端板２５，２６で挾持した構成であり、前記端板２５に玉軸受５が嵌合され、前記端板２６に玉軸受６が嵌合される。又、前記ステータ８と前記端板２６との間には磁性板２７が挾設され、該磁性板２７は前記ステータ８、端板２６とは磁気的に絶縁されている。
【００２２】
ロータ２から延出する軸３は前記玉軸受５に支持され、軸４は玉軸受６に支持されている。特に、詳細は図示していないが、前記玉軸受５、玉軸受６の外輪は軸心方向の変位が拘束され、前記玉軸受５、玉軸受６の少なくとも１つの内輪はロータ２に固定され、一体に変位する様になっている。
【００２３】
前記磁性板２７はドーナツ形状をしており、内周部は前記永久磁石７と僅かな間隙を持って対峙し、内径は前記ロータ２の外形と等しいか若干小径となっている。前記磁性板２７の材質としては、強磁性体で且つヒステリシスの少ない材質例えば前記ステータ８と同系列の材質である珪素鋼板を使用する。
【００２４】
上記構成であるので、前記永久磁石７により前記磁性板２７が磁化され、永久磁石７と磁性板２７間で磁力による吸引力が発生し、ロータ２は図１中右方に付勢される。
【００２５】
前記ロータ２は前記玉軸受５、玉軸受６が持つガタ分だけ軸心方向に変位する。又、前記玉軸受５、玉軸受６の外輪１２は軸心方向に拘束されているので、前記ロータ２が変位することで、玉軸受５、玉軸受６の少なくとも一方については、内輪１１と外輪１２間で相対変位が発生し、与圧が与えられ、軸受のガタが抑止される。
【００２６】
ロータ２、即ち軸４のガタは一方の軸受でガタが抑止されれば充分であり、他方の軸受に与圧が発生しなくても精度には影響しない。
【００２７】
又、玉軸受５、玉軸受６双方の内輪１１を軸３、軸４に拘束する構造とした場合、玉軸受５、玉軸受６の製作誤差によりガタが一定しているとは限らず、玉軸受５，６に同時に同等の与圧が発生することはないが、前述した様に一方の軸受で完全にガタが抑止されれば機能上充分であるので、軸受個々の製作誤差は問題とならない。
【００２８】
本実施の形態では、機械的な反発力ではなく磁力を利用しているので、構造が非常に単純化され、手作業による物理的な調整が必要ない。又、精度が要求される複雑な加工も必要なくなる。
【００２９】
尚、上記実施の形態に於いて、磁性板２７を円周方向に分割すると共に前記ステータ８と磁気的に一体化し、前記コイル９により前記磁性板２７が磁化され、永久磁石７と磁性板２７間で吸引力のみが発生する様にしてもよい。
【００３０】
図２は第２の実施の形態を示すものであり、該実施の形態は１つの軸受を有する小型回転モータ２９に実施されたものである。
【００３１】
図１中の外筒１に相当する筒状のケーシング３０がフランジ３１を有し、前記ケーシング３０は前記フランジ３１を介して所定の支持部に固着される。
【００３２】
中空固定軸３２がフランジ部３２ａを介して前記ケーシング３０に固定一体化され、該ケーシング３０と前記中空固定軸３２との間には円筒状の空間が形成される。該円筒状の空間に回転筒３３が収納されると共に前記中空固定軸３２に軸受３４を介して回転自在に外嵌されている。尚、中空固定軸３２とケーシング３０との固定はフランジ部３２ａの代りに別途リング状の固定部材を設け、該固定部材を介して中空固定軸３２とケーシング３０間を固定してもよく、或はケーシング３０に内側に突出するフランジを設け、該フランジを介してケーシング３０と中空固定軸３２とを固定してもよい。
【００３３】
前記ケーシング３０の内筒はステータとなっており、内筒面には円周方向に沿って所要ピッチでコイル３５が固着され、該コイル３５に接続されたリード線３６が前記フランジ３１とフランジ部３２ａとの間を貫通して延出し、モータの電源、制御部（図示せず）に接続される。
【００３４】
前記回転筒３３の外筒面には前記コイル３５と対峙する様に円周方向所要ピッチでマグネット３７が固着されている。該マグネット３７の図中右側の端面は前記フランジ部３２ａに僅かな間隙をもって対峙している。前記中空固定軸３２の材質は前記磁性板２７と同様、強磁性体で且つヒステリシスの少ない材質例えば珪素鋼を使用する。前記回転筒３３は焼結により形成してもよい。又、ケーシング３０とフランジ部３２ａとを一体化してもよい。更に、中空固定軸３２自体は非磁性体金属でフランジ部３２ａのマグネット対向部分に磁性体金属を埋設してもよい。
【００３５】
前記回転筒３３には前記中空固定軸３２と干渉しない位置に内鍔３３ａが形成され、該内鍔３３ａに被駆動物が取付けられる。即ち、回転筒３３が出力軸となっている。又、前記内鍔３３ａには突起或は窪み等（図示せず）が形成されており、該突起により被駆動物と回転筒３３間の位置決めが可能となっている。
【００３６】
而して、前記マグネット３７と前記フランジ部３２ａ間で磁力による吸引力が作用し、前記回転筒３３がフランジ部３２ａ側に引寄せられる。前記回転筒３３に図中右方の力が作用することで軸受３４の内輪１１と外輪１２間に与圧が与えられ、軸受３４が持つガタが抑止される。又、前記リード線３６を介して前記コイル３５に給電することで、前記回転筒３３が回転軸の振れもなく、軸心方向の変位もなく高精度で回転する。
【００３７】
本実施の形態によれば従来の与圧付与方式ではできなかった、１軸受の小型回転モータにも与圧が与えられ、高精度の回転が得られる。
【００３８】
尚、本発明に於いて、磁力により回転部と固定部間に磁力が作用する構成であればよく、例えば回転筒３３を強磁性体とし、中空固定軸３２に回転筒３３を吸引する磁石を設けてもよい。更に、磁石により反発力が発生する様にしてもよい。
【００３９】
次に、図３により第２の実施の形態の応用例を説明する。
【００４０】
該応用例は、図２で示した回転モータ２９を光波距離測定装置光学系のミキシング手段、光路切換え手段、光量調整手段の駆動源として使用したものである。
【００４１】
前記光学系は、投光部４０、測距光学部４１、受光部４２、測距回路４３から主に構成されている。
【００４２】
前記投光部４０はレーザ光線を発する半導体レーザ４４、該半導体レーザ４４から発せられたレーザ光線をレンズ４５、レンズ４６により光ファイバ４７に入射させる光学エキスパンダ４８、前記レンズ４５とレンズ４６との間に設けられたミキシング手段５０、前記光ファイバ４７から射出されるレーザ光線を位置角度変換して光ファイバ４９に入射させる為のセルホックレンズ５１，５２とから構成される。
【００４３】
前記ミキシング手段５０について、図２を参照して説明する。
【００４４】
前記回転モータ２９を光路と回転軸とが合致する様に配設し、前記回転モータ２９の内鍔３３ａに位相板５３を取付ける。前記コイル３５に通電して回転筒３３を回転することで、前記位相板５３が回転し、前記半導体レーザ４４から発せられたレーザ光線の波形班が解消される。
【００４５】
又、前記測距光学部４１について説明する。
【００４６】
測距光出入光軸上にプリズム５４、対物レンズ５５が配設され、前記プリズム５４を挾んで前記プリズム５４への入射光軸上に光量調整手段５６、前記プリズム５４の反射光軸上に光路切替え手段５９が配設され、更に前記光量調整手段５６の入射側に分割プリズム５７が又前記光路切替え手段５９の射出側に分割プリズム６１がそれぞれ配設され、前記測距光学部４１が構成される。
【００４７】
前記受光部４２は前記分割プリズム６１から射出されたレーザ光線を受光素子６２に導く為の光ファイバ６３、更にレーザ光線を前記受光素子６２に集光させる為の集光レンズ６４，６５から構成される。
【００４８】
前記測距回路４３は、前記半導体レーザ４４を駆動発光させ、前記受光素子６２からの受光信号に基づき測定対象物迄の距離を演算する。
【００４９】
前記光量調整手段５６は図２で示した回転モータ２９が用いられる。光量調整手段５６では前記回転モータ２９の内鍔３３ａに光量調整板６６が取付けられる。該光量調整板６６は円周方向に沿って濃度が変化している光学フィルタであり、前記光量調整板６６の回転位置によりレーザ光線の透過量が変化する様になっている。
【００５０】
前記光路切替え手段５９は前記回転モータ２９の内鍔３３ａに前記光路切替え板６７を設けたものである。該光路切替え板６７は円弧状の２つのスリット孔を有し、２つのスリット孔は半径方向、円周方向のいずれも位置がずれており、一方のスリット孔は反射測距光６８′が通過し、他方のスリット孔は内部参照光６９が通過する様になっている。而して、前記回転モータ２９により前記光路切替え板６７を回転させることで、前記受光素子６２に到達するレーザ光線が反射測距光６８′か内部参照光６９かに切替え得る様になっている。
【００５１】
前記測距回路４３により半導体レーザ４４が駆動されると共に前記ミキシング手段５０が駆動され、前記位相板５３が回転する。該位相板５３の回転と、前記セルホックレンズ５１，５２により波形斑が解消される。前記光ファイバ４９より射出されたレーザ光線は前記分割プリズム５７で測距光６８と内部参照光６９とに分割され、該測距光６８と内部参照光６９は測定対象物迄の距離に応じて、又測定対象物からの反射状況に応じて、前記光量調整手段５６が前記光量調整板６６を回転し、前記受光素子６２での受光光量が同一になる様に前記光量調整板６６の回転位置が選択される。
【００５２】
又、所定時間間隔で前記光路切替え手段５９により前記光路切替え板６７が正逆回転され、前記受光部４２に入射する反射測距光６８′、内部参照光６９とが交互に切替えられる。
【００５３】
前記測距回路４３では前記受光素子６２が受光した反射測距光６８′、内部参照光６９の受光信号に基づき測定対象物迄の距離が演算される。
【００５４】
上記した様に、位相板５３、光量調整板６６、光路切替え板６７を回転するものは、回転モータ２９であり、更に前記フランジ部３２ａとマグネット３７間の磁力で軸受３４のガタが抑止されている。
【００５５】
レーザ光線はこれら回転モータ２９の中空部を通過する構造としてあるので、前記位相板５３、光量調整板６６、光路切替え板６７の回転中心をレーザ光線の光軸と略一致させることができる。従って、前記位相板５３、光量調整板６６、光路切替え板６７の全域を無駄なく使用できるので、形状を大幅に小さくできる。
【００５６】
尚、中空モータにより回転移動させるものは、位相板５３、光量調整板６６、光路切替え板６７等に限らず、焦点合せ機構の移動部であってもよい。中空モータを使用することで回転体、或は移動部とモータ間の動力伝達の為のギア機構等を省略でき、構造が簡潔化する。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、回転体が軸受を介してステータ側に支持され、前記回転体とステータとの間で前記回転体に軸心方向の磁力を作用させる様にし、磁力により軸受に与圧を与える様にしたので、簡単な構造で軸受に与圧を与えることができ、而も軸受が１つの場合でも、与圧を与えることが可能であり、更に作業者の熟練度に関係なく適正な与圧を与えることが可能である等優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図３】本発明の応用例である光波距離測定装置の概略構成図である。
【図４】従来例を示す断面図である。
【図５】従来例の軸受与圧機構を示す説明図である。
【符号の説明】
１外筒
２ロータ
３軸
４軸
５玉軸受
６玉軸受
７ステータ
９コイル
１１内輪
１２外輪
２７磁性板
３２中空固定軸
３３回転筒
３５コイル
３７マグネット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a small rotary motor, and more particularly to a high-precision small rotary motor having a pressurizing function that can be used alone.
[0002]
[Prior art]
Small rotational motors used in precision machines, particularly optical instruments, are required to have high rotational accuracy. In general, the rotation of a motor is transmitted to an object to be driven through a rotation transmission unit composed of gears and the like. The accuracy of rotation has been improved by improving the accuracy of control related to rotation, such as control of the rotation speed and control of the rotation angle, and suppressing the play of the bearing of the rotation transmission unit.
[0003]
However, small devices and the like are increasingly required to be small and light, and a rotary motor is often used alone without using a rotation transmission unit. When the rotary motor is used alone, it is necessary to improve the control of the rotation and to suppress the play itself of the output shaft of the rotary motor.
[0004]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for suppressing backlash of an output shaft of a rotary motor, it has been used to apply a pressure to a bearing that the rotary motor itself has to support the output shaft.
[0005]
A conventional rotary motor will be described with reference to FIG.
[0006]
A rotor 2 is accommodated in the outer cylinder 1, and the rotor 2 has shafts 3 and 4 extending from both ends, and one shaft 4 serves as an output shaft. The shafts 3 and 4 are rotatably supported by the outer cylinder 1 via ball bearings 5 and 6.
[0007]
Permanent magnets 7 are provided along the circumferential direction so that the magnetic poles are alternately different on the outer peripheral surface of the rotor 2, and the central portion of the outer cylinder 1 facing the permanent magnet 7 is a stator 8. The stator 8 is equally divided in the circumferential direction, and coils 9 are wound around the divided portions of the stator 8. When the coil 9 is energized, the rotor 2 rotates.
[0008]
The ball bearings 5 and 6 are inevitably inevitable in construction, and the backlash in the axial direction of the rotor 2 is inevitable although it is very small. For this reason, a pressure in the axial direction is applied to the conventional ball bearings 5 and 6 between the inner ring 11 and the outer ring 12 to suppress the play of the ball bearings 5 and 6.
[0009]
FIG. 5 exaggerates the state in which axial pressure is applied between the inner ring 11 and the outer ring 12 of the ball bearings 5 and 6. Although the support structure of the outer ring 12 of the ball bearings 5 and 6 is different from that shown in FIG. 4, it is the same if the movement of the outer ring in the axial direction is restricted.
[0010]
The bearing holding portion 14 has an escape hole 15, a bearing fitting hole 16 having a diameter slightly larger than the escape hole 15, and a screw hole 17 having a diameter larger than that of the bearing fitting hole 16. The ball bearings 5 and 6 are fitted in the bearing fitting hole 16, a collar 18 is fitted between the ball bearings 5 and 6, and a ring nut 19 in which the outer ring 12 of the ball bearing 6 is screwed into the screw hole 17. The outer ring 12 of the ball bearings 5 and 6 is restrained in the axial direction.
[0011]
An inner ring 11 of a ball bearing 5 is fitted to the shaft 3, and an inner ring 11 of a ball bearing 6 is fitted to the shaft 4. The inner ring 11 of the ball bearing 5 is restrained from being displaced leftward in the figure, and the inner ring 11 of the ball bearing 6 is restrained from moving rightward in the figure by a nut 21 screwed onto the shaft 4. A wave washer 22 is interposed between the nut 21 and the inner ring 11 of the ball bearing 6 in a compressed state.
[0012]
The reaction force of the wave washer 22 applies a force (pressurization) in the proximity direction between the inner rings 11 and 11 of the ball bearings 5 and 6, thereby suppressing backlash in the axial direction of the ball bearings 5 and 6 themselves. The At the same time, the backlash in the radial direction of the ball bearings 5 and 6 is completely suppressed. Thus, the shaft 4 swings and outputs rotation without axial backlash.
[0013]
In addition, even if a pressure is applied to the outer rings 12 and 12 in the proximity direction, backlash is similarly suppressed.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described ball bearings have slightly different individual play due to manufacturing errors. For this reason, when priority is given to accuracy, adjustments corresponding to individual play are required by manual work, and if it is loose, accuracy will be reduced, and if it is tightened too much, the life of the ball bearing will be shortened. There was a problem that it depends on the skill level.
[0015]
Further, when a certain pressure is applied by a wave washer or the like, there is a problem that the structure becomes complicated. Furthermore, in motors used in small devices such as optical devices, there is also a type of rotary motor in which a single bearing is used in order to reduce driving energy and to reduce torque loss of the bearing. As described above, the conventional backlash suppressing mechanism has a structure in which a pressurized pressure is applied between two bearings. Therefore, there is a problem that a pressurized pressure cannot be applied when there is one bearing.
[0016]
In view of such circumstances, the present invention can provide a pressurized pressure with a simple configuration even when there is only one bearing, and can provide an appropriate pressurized pressure regardless of the skill level of the operator. A small rotary motor is provided.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a small rotary motor in which a rotating body is supported on a stator side via a bearing, and a magnetic force in an axial direction is applied to the rotating body between the rotating body and the stator. A doughnut-shaped magnetic plate is provided, and the magnetic plate is opposed to an end surface of the rotating body, and the magnetic plate is related to a small rotary motor that applies a magnetic force between the magnetic plate and the rotating body. The hollow fixed shaft is fixed to the stator side, and a cylindrical space is formed around the hollow fixed shaft. A hollow rotating body is attached to the hollow fixed shaft via a bearing. A small-sized rotary motor that is externally fitted and configured so that a magnetic force in the axial direction acts on the rotating body, and a small-sized rotating motor provided with a magnetic plate facing an end face of a magnet provided around the rotating body. The part that fixes the hollow fixed shaft and the stator side The rotary body is related to a small rotary motor in which the end faces of the rotary body are opposed to each other, and a magnetic force is applied between the end face of the rotary body and the part, and the rotary part is made of silicon iron as the part. The present invention relates to a small rotary motor provided with an optical member.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows a first embodiment, which is implemented in a small rotary motor having two bearings.
[0020]
In FIG. 1, the same components as those shown in FIG.
[0021]
The outer cylinder 1 has a configuration in which the stator 8 is held by end plates 25 and 26, and the ball bearing 5 is fitted to the end plate 25 and the ball bearing 6 is fitted to the end plate 26. A magnetic plate 27 is provided between the stator 8 and the end plate 26, and the magnetic plate 27 is magnetically insulated from the stator 8 and the end plate 26.
[0022]
The shaft 3 extending from the rotor 2 is supported by the ball bearing 5, and the shaft 4 is supported by the ball bearing 6. In particular, although not shown in detail, the outer rings of the ball bearing 5 and ball bearing 6 are restrained from axial displacement, and at least one inner ring of the ball bearing 5 and ball bearing 6 is fixed to the rotor 2. It is designed to be displaced together.
[0023]
The magnetic plate 27 has a donut shape, the inner peripheral portion faces the permanent magnet 7 with a slight gap, and the inner diameter is equal to or slightly smaller than the outer shape of the rotor 2. As the material of the magnetic plate 27, a material that is ferromagnetic and has little hysteresis, for example, a silicon steel plate that is the same material as the stator 8 is used.
[0024]
Due to the above configuration, the magnetic plate 27 is magnetized by the permanent magnet 7, an attractive force is generated between the permanent magnet 7 and the magnetic plate 27, and the rotor 2 is urged to the right in FIG. 1.
[0025]
The rotor 2 is displaced in the axial direction by the backlash of the ball bearing 5 and the ball bearing 6. Further, since the outer ring 12 of the ball bearing 5 and the ball bearing 6 is constrained in the axial direction, the inner ring 11 and the outer ring of at least one of the ball bearing 5 and the ball bearing 6 are displaced when the rotor 2 is displaced. Relative displacement occurs between 12, pressure is applied, and bearing play is suppressed.
[0026]
The backlash of the rotor 2, that is, the shaft 4 suffices if the backlash is suppressed by one of the bearings, and the accuracy is not affected even if no pressure is generated in the other bearing.
[0027]
Further, when the inner ring 11 of both the ball bearing 5 and the ball bearing 6 is constrained to the shaft 3 and the shaft 4, the play is not always constant due to manufacturing errors of the ball bearing 5 and the ball bearing 6. Although equal pressurization does not occur at the same time in the bearings 5 and 6, as described above, it is sufficient for the function to be completely suppressed by one of the bearings. .
[0028]
In this embodiment, since a magnetic force is used instead of a mechanical repulsive force, the structure is greatly simplified and no manual adjustment is required. Further, complicated processing requiring high accuracy is not required.
[0029]
In the above embodiment, the magnetic plate 27 is divided in the circumferential direction and magnetically integrated with the stator 8, and the magnetic plate 27 is magnetized by the coil 9, so that the permanent magnet 7 and the magnetic plate 27 are magnetized. Only a suction force may be generated between them.
[0030]
FIG. 2 shows a second embodiment, which is implemented in a small rotary motor 29 having one bearing.
[0031]
A cylindrical casing 30 corresponding to the outer cylinder 1 in FIG. 1 has a flange 31, and the casing 30 is fixed to a predetermined support portion via the flange 31.
[0032]
A hollow fixed shaft 32 is fixed and integrated with the casing 30 via a flange portion 32 a, and a cylindrical space is formed between the casing 30 and the hollow fixed shaft 32. A rotating cylinder 33 is housed in the cylindrical space and is rotatably fitted to the hollow fixed shaft 32 via a bearing 34. The hollow fixed shaft 32 and the casing 30 may be fixed by providing a separate ring-shaped fixing member instead of the flange portion 32a, and the hollow fixed shaft 32 and the casing 30 may be fixed via the fixing member. The casing 30 may be provided with a flange protruding inward, and the casing 30 and the hollow fixed shaft 32 may be fixed via the flange.
[0033]
An inner cylinder of the casing 30 is a stator, and a coil 35 is fixed to the inner cylinder surface at a required pitch along the circumferential direction, and a lead wire 36 connected to the coil 35 is connected to the flange 31 and the flange portion. 32a is extended through and connected to a motor power source and a control unit (not shown).
[0034]
Magnets 37 are fixed to the outer cylinder surface of the rotating cylinder 33 at a required pitch in the circumferential direction so as to face the coil 35. The end surface on the right side of the magnet 37 in the drawing faces the flange portion 32a with a slight gap. As with the magnetic plate 27, the hollow fixed shaft 32 is made of a ferromagnetic material with little hysteresis, such as silicon steel. The rotating cylinder 33 may be formed by sintering. Moreover, you may integrate the casing 30 and the flange part 32a. Further, the hollow fixed shaft 32 itself may be a non-magnetic metal, and the magnetic metal may be embedded in the magnet facing portion of the flange portion 32a.
[0035]
An inner flange 33a is formed in the rotary cylinder 33 at a position where it does not interfere with the hollow fixed shaft 32, and a driven object is attached to the inner flange 33a. That is, the rotary cylinder 33 is an output shaft. Further, the inner flange 33a is formed with a protrusion or a recess (not shown), and the protrusion can position the driven object and the rotary cylinder 33.
[0036]
Thus, an attractive force due to a magnetic force acts between the magnet 37 and the flange portion 32a, and the rotating cylinder 33 is pulled toward the flange portion 32a. When a rightward force in the drawing acts on the rotating cylinder 33, a pressure is applied between the inner ring 11 and the outer ring 12 of the bearing 34, and the play of the bearing 34 is suppressed. Further, by supplying power to the coil 35 via the lead wire 36, the rotating cylinder 33 rotates with high accuracy without any swing of the rotating shaft and without displacement in the axial direction.
[0037]
According to the present embodiment, pressurization is also applied to a single-bearing small rotary motor, which was not possible with the conventional pressurization method, and high-precision rotation can be obtained.
[0038]
In the present invention, any structure may be used as long as the magnetic force acts between the rotating part and the fixed part by the magnetic force. For example, the rotating cylinder 33 is made of a ferromagnetic material, and a magnet that attracts the rotating cylinder 33 to the hollow fixed shaft 32 is provided. It may be provided. Further, a repulsive force may be generated by a magnet.
[0039]
Next, an application example of the second embodiment will be described with reference to FIG.
[0040]
In this application example, the rotary motor 29 shown in FIG. 2 is used as a drive source for mixing means, optical path switching means, and light quantity adjusting means of the optical distance measuring device optical system.
[0041]
The optical system mainly includes a light projecting unit 40, a distance measuring optical unit 41, a light receiving unit 42, and a distance measuring circuit 43.
[0042]
The light projecting unit 40 includes a semiconductor laser 44 that emits a laser beam, an optical expander 48 that causes the laser beam emitted from the semiconductor laser 44 to enter the optical fiber 47 through the lens 45 and the lens 46, and the lens 45 and the lens 46. Mixing means 50 provided therebetween, and cell hook lenses 51 and 52 for changing the angle of the laser beam emitted from the optical fiber 47 and making it incident on the optical fiber 49 are formed.
[0043]
The mixing means 50 will be described with reference to FIG.
[0044]
The rotation motor 29 is disposed so that the optical path and the rotation axis coincide with each other, and the phase plate 53 is attached to the inner flange 33a of the rotation motor 29. By energizing the coil 35 and rotating the rotating cylinder 33, the phase plate 53 rotates, and the waveform of the laser beam emitted from the semiconductor laser 44 is eliminated.
[0045]
The distance measuring optical unit 41 will be described.
[0046]
A prism 54 and an objective lens 55 are provided on the distance measuring light input / output optical axis, and the light quantity adjusting means 56 is provided on the optical axis incident on the prism 54 with the prism 54 interposed therebetween, and the optical path on the reflected optical axis of the prism 54. A switching means 59 is provided, a splitting prism 57 is further provided on the incident side of the light amount adjusting means 56, and a splitting prism 61 is provided on the exit side of the optical path switching means 59, whereby the distance measuring optical unit 41 is configured. The
[0047]
The light receiving unit 42 includes an optical fiber 63 for guiding the laser beam emitted from the split prism 61 to the light receiving element 62, and condensing lenses 64 and 65 for condensing the laser beam on the light receiving element 62. The
[0048]
The distance measuring circuit 43 drives the semiconductor laser 44 to emit light, and calculates the distance to the measurement object based on the light reception signal from the light receiving element 62.
[0049]
The light amount adjusting means 56 uses the rotary motor 29 shown in FIG. In the light amount adjusting means 56, a light amount adjusting plate 66 is attached to the inner flange 33 a of the rotary motor 29. The light amount adjusting plate 66 is an optical filter whose density changes along the circumferential direction, and the amount of transmitted laser beam changes depending on the rotational position of the light amount adjusting plate 66.
[0050]
The optical path switching means 59 is provided with the optical path switching plate 67 on the inner flange 33 a of the rotary motor 29. The optical path switching plate 67 has two arc-shaped slit holes. The two slit holes are displaced in the radial direction and the circumferential direction, and the reflected distance measuring light 68 'passes through one of the slit holes. The other slit hole allows the internal reference light 69 to pass through. Thus, by rotating the optical path switching plate 67 by the rotary motor 29, the laser beam reaching the light receiving element 62 can be switched between the reflected distance measuring light 68 'and the internal reference light 69. .
[0051]
The distance measuring circuit 43 drives the semiconductor laser 44 and the mixing means 50 to rotate the phase plate 53. Waveform spots are eliminated by the rotation of the phase plate 53 and the cell hook lenses 51 and 52. The laser beam emitted from the optical fiber 49 is divided by the split prism 57 into distance measuring light 68 and internal reference light 69. The distance measuring light 68 and the internal reference light 69 are in accordance with the distance to the measurement object. Further, the light amount adjusting means 56 rotates the light amount adjusting plate 66 according to the reflection state from the measurement object, and the rotational position of the light amount adjusting plate 66 so that the received light amount at the light receiving element 62 becomes the same. Is selected.
[0052]
Further, the optical path switching plate 67 is rotated forward and backward by the optical path switching means 59 at a predetermined time interval, and the reflected distance measuring light 68 ′ incident on the light receiving unit 42 and the internal reference light 69 are switched alternately.
[0053]
The distance measuring circuit 43 calculates the distance to the object to be measured based on the reflected distance measuring light 68 ′ received by the light receiving element 62 and the light receiving signal of the internal reference light 69.
[0054]
As described above, the rotating motor 29 is what rotates the phase plate 53, the light amount adjusting plate 66, and the optical path switching plate 67, and the backlash of the bearing 34 is suppressed by the magnetic force between the flange portion 32a and the magnet 37. Yes.
[0055]
Since the laser beam is structured to pass through the hollow portions of these rotary motors 29, the rotation centers of the phase plate 53, the light amount adjusting plate 66, and the optical path switching plate 67 can be made to substantially coincide with the optical axis of the laser beam. Accordingly, since the entire region of the phase plate 53, the light amount adjusting plate 66, and the optical path switching plate 67 can be used without waste, the shape can be greatly reduced.
[0056]
Note that what is rotationally moved by the hollow motor is not limited to the phase plate 53, the light amount adjustment plate 66, the optical path switching plate 67, and the like, but may be a moving unit of a focusing mechanism. By using a hollow motor, a rotating body or a gear mechanism for power transmission between the moving part and the motor can be omitted, and the structure is simplified.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the rotating body is supported on the stator side via the bearing, and a magnetic force in the axial direction is applied to the rotating body between the rotating body and the stator. Since the pressurization is applied to the bearing, it is possible to apply the pressurization to the bearing with a simple structure, and even if there is only one bearing, it is possible to apply the pressurization and further improve the skill level of the operator. Exhibits excellent effects such as being able to give an appropriate pressure regardless of the condition.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a light wave distance measuring apparatus which is an application example of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional example.
FIG. 5 is an explanatory view showing a conventional bearing pressurizing mechanism.
[Explanation of symbols]
1 outer cylinder 2 rotor 3 shaft 4 shaft 5 ball bearing 6 ball bearing 7 stator 9 coil 11 inner ring 12 outer ring 27 magnetic plate 32 hollow fixed shaft 33 rotating cylinder 35 coil 37 magnet

Claims

The hollow fixed shaft has a ferromagnetic flange portion, and a stator is fitted on the flange portion to form a cylindrical space around the hollow fixed shaft, and the hollow fixed shaft is hollow to be accommodated in the space. The rotating body is externally fitted to the hollow fixed shaft via a bearing,
Fixing a magnet at predetermined pitch along the circumferential direction on the outer cylindrical surface of the hollow rotating body, the end face of the magnet is opposed to the flange portion, by the action of magnetic force between the magnet and the flange portion ,
A compact rotary motor configured to apply axial pressure to the bearing.

The small rotary motor according to claim 1, wherein an optical member through which light can pass is provided in a hollow portion of the rotating body.

The small rotary motor according to claim 1, wherein the flange portion is made of silicon iron.

2. The small rotary motor according to claim 1, which is used in an optical system of a light wave distance measuring device, wherein the small rotary motor is disposed so that an optical path of the optical system passes through a hollow portion of a hollow rotating body. A small rotary motor characterized in that an optical member is provided so as to block the optical path.

The small-sized rotary motor according to claim 4, wherein the optical member is any one of a mixing unit, an optical path switching unit, and a light amount adjusting unit.